介紹了三缸約束活塞型內(nèi)燃式水泵(CPICP)的工作原理，以及CPICP與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)水泵系統(tǒng)的比較，CPICP與自由約束活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的比較，突出了CPICP的工作特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。從連桿、曲軸受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)等方面入手，通過(guò)對(duì)各個(gè)零件的質(zhì)量轉(zhuǎn)換，把曲柄連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化成一個(gè)很簡(jiǎn)單的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的理論模型，從而大大方便了后來(lái)的研究。在假設(shè)缸徑、缸距、行程不變，假設(shè)連桿、曲軸等各自的結(jié)構(gòu)尺寸成一定比例的情況下，以曲柄連桿機(jī)構(gòu)的質(zhì)量最小和機(jī)械損失功率最少為目標(biāo)，以連桿強(qiáng)度、曲軸強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)尺寸為約束條件，以連桿截面積、曲軸主軸徑、曲柄寬度為設(shè)計(jì)變量，建立了多目標(biāo)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。采用復(fù)合形法最優(yōu)化技術(shù)編制軟件對(duì)三缸CPICP曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化求解。并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了分析：跟KM385B柴油機(jī)相比，CPICP由于水泵部分分解了一部分壓力，所以曲柄連桿機(jī)構(gòu)受到的力減少，從而可以使連桿、曲軸等在更小結(jié)構(gòu)尺寸的情況下也能夠滿足強(qiáng)度要求；而且由于摩擦力也減少，從而由摩擦力損失的摩擦功率也隨之減少。因此，在節(jié)能、節(jié)材的目標(biāo)下，通過(guò)優(yōu)化計(jì)算，可以得出曲柄連桿機(jī)構(gòu)的質(zhì)量減少了33.58％；摩擦功率損失減少了26.60％。
【學(xué)位單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TH122
【部分圖文】：

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文一液壓泵系統(tǒng)燃油消耗率、有效功、有效熱效率、運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻度、力等性能指標(biāo)都不盡如人意，有著非常大的改進(jìn)潛力。內(nèi)燃機(jī)一流體泵系統(tǒng)提高壓力時(shí)能源消耗明顯加大，污染嚴(yán)重、成、生產(chǎn)建設(shè)成本大。壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī).2為直接進(jìn)行熱一液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)換的HFPE工作原理圖。美國(guó)威斯康學(xué)及卡特皮勒有限公司、德國(guó)德累斯頓工大、日本豐橋工業(yè)大學(xué)、公司、芬蘭坦佩雷工大、中國(guó)浙江大學(xué)、青島大學(xué)開展了相關(guān)研發(fā)塞沒(méi)有曲柄連桿機(jī)構(gòu)約束，故為“自由活塞”;活塞、柱塞與缸體系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換與傳遞環(huán)節(jié)簡(jiǎn)短，效率高。HFPE是國(guó)內(nèi)外尤其是熱點(diǎn)，目前已經(jīng)形成部分發(fā)明專利，但并不成熟、完整。技術(shù)標(biāo)

青島大學(xué)車輛電子研究所課題組首先參考178F柴油機(jī)及WS82型柱塞式水泵研制了單缸軸向型CPICP樣機(jī)。并通過(guò)試驗(yàn)測(cè)取了CPICP樣機(jī)、 178F柴油機(jī)及WS82型柱塞式水泵有關(guān)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖1.3所示。依據(jù)測(cè)取的數(shù)據(jù)對(duì)CPICP與內(nèi)燃機(jī)一柱塞式水泵能量轉(zhuǎn)換組合系統(tǒng)工作性能及指標(biāo)進(jìn)行了數(shù)值模擬。圖1.3約束活塞型內(nèi)燃式水泵試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)1一ALH型壓力變送器;2一LUGB型渦街流量傳感器;3一ZLY型智能流量顯示儀;4一出水管;5一進(jìn)水管;6-內(nèi)燃式水動(dòng)力系統(tǒng);7一光電轉(zhuǎn)速表測(cè)轉(zhuǎn)速用紙帶在單缸機(jī)研究的基礎(chǔ)上，課題組又以KM385B柴油機(jī)為參考，研制出三缸CP工CP樣機(jī)(如圖1.4)。三缸CPICP樣機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)保持了KM385B的原有數(shù)據(jù)，方便了配氣、供油等的改造，但是由于CP工CP的載荷通過(guò)泵輸出，曲軸輸出端沒(méi)有載荷，因此曲柄連桿機(jī)構(gòu)所受沖擊的強(qiáng)度削弱，機(jī)械損失變小。鑒于這個(gè)背景，本文以曲柄連桿質(zhì)量最小和曲柄連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械損失最小為目標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，此項(xiàng)工作對(duì)于三缸CPICP的研究具有重大意義。

內(nèi)燃式水動(dòng)力系統(tǒng);7一光電轉(zhuǎn)速表測(cè)轉(zhuǎn)速用紙帶在單缸機(jī)研究的基礎(chǔ)上，課題組又以KM385B柴油機(jī)為參考，研制出三缸CP工CP樣機(jī)(如圖1.4)。三缸CPICP樣機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)保持了KM385B的原有數(shù)據(jù)，方便了配氣、供油等的改造，但是由于CP工CP的載荷通過(guò)泵輸出，曲軸輸出端沒(méi)有載荷，因此曲柄連桿機(jī)構(gòu)所受沖擊的強(qiáng)度削弱，機(jī)械損失變小。鑒于這個(gè)背景，本文以曲柄連桿質(zhì)量最小和曲柄連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械損失最小為目標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，此項(xiàng)工作對(duì)于三缸CPICP的研究具有重大意義。
【引證文獻(xiàn)】

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1 趙清海;液壓約束活塞發(fā)動(dòng)機(jī)連桿和曲軸優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];青島大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2843202